TRATAMENTO TÉRMICOCOMO SURGIU?É bastante antiga a preocupação do homem em obter metais resistentes e de

qualidade. O imperador romano Júlio César já afirmava no ano 55 a.C., que os

guerreiros bretões se defrontavam com o problema de suas armas entortarem

após certo tempo de uso. Isso os obrigava a interromper as lutas para

consertar suas armas de ferro.

Os romanos, por sua vez, já haviam descoberto que o ferro se tornava mais

duro quando aquecido durante longo tempo num leito de carvão vegetal e

resfriado, em seguida, em salmoura.

Esse procedimento pode ser considerado a primeira forma de tratamento

térmico, pois permitia a fabricação de armas mais duras e mais resistentes.

Entretanto, foram necessários muitos anos para o homem aprender a lidar de

modo mais eficiente com o calor e com os processos de resfriamento, para

fazer tratamento térmico mais adequado dos metais.

O QUE É TRATAMENTO TÉRMICO?De modo geral, o tratamento térmico consiste em aquecer e resfriar uma peça

de metal para que ela atinja as propriedades mecânicas desejadas como

dureza, elasticidade, ductibilidade, resistência à tração, que são as chamadas

propriedades mecânicas do metal. A peça adquire essas propriedades sem que

se modifique o estado físico do metal.

Uma mola espiral, por exemplo, precisa ser submetida a tratamento térmico

para ser usada no sistema de suspensão de um veículo. Ao ser comprimida, a

mola acumula energia e, ao ser solta, ela se estende de forma violenta.

Portanto, a mola deve ter dureza, elasticidade e resistência para suportar esses

movimentos sem se romper. Isso é conseguido por meio do tratamento térmico.

Para o tratamento térmico de uma peça de aço, procede-se da seguinte forma:

• coloca-se a peça no forno com temperatura adequada ao tipo de material;

• deixa-se a peça no forno durante o tempo estabelecido;

• desliga-se o forno e retira-se a peça, com auxílio de uma tenaz;

• coloca-se a peça numa bancada;

• deixa-se a peça resfriar em temperatura ambiente.

O tratamento térmico provoca mudanças nas propriedades mecânicas do aço.

Essas mudanças dependem de três fatores:

• temperatura de aquecimento;

• velocidade de resfriamento;

• composição química do material.

Portanto, antes do tratamento térmico, é preciso conhecer as características do

aço, principalmente sua estrutura cristalina.

PRA QUE SERVE?Os principais objetivos dos tratamentos térmicos são os seguintes:

- Remoção de tensões internas (oriundas de esfriamento desigual, trabalho

mecânico

ou outra causa) ;

- Aumento ou diminuição da dureza;

- Aumento da resistência mecânica;

- Melhora da ductilidade;

- Melhora da usinabilidade ;

- Melhora da resistência ao desgaste;

- Melhora das propriedades de corte;

- melhora da resistência à corrosão;

- Melhora da resistência ao calor;

- Modificação das propriedades elétricas e magnéticas.

TIPOS DE TRATAMENTO TÉRMICO?Os tratamentos térmicos usuais dos aços são: recozimento, normalização,

têmpera, revenido, colascimento e os tratamentos isotérmicos.

TÊMPERAConsiste no resfriamento rápido do aço de uma temperatura superior à sua

temperatura crítica (mais ou 50ºC acima da linha A1 os hipereutetóides) em um

meio como óleo, água, salmoura ou mesmo ar. A velocidade de resfriamento,

nessas condições, dependerá do tipo de aço, da forma e das dimensões das

peças.

Como na têmpera o constituinte final desejado é a martensita, o objetivo, o

objetivo dessa operação, sob o ponto de vista de propriedades mecânicas, é o

aumento da dureza deve verificar-se até uma determinada profundidade.

Resultam também da têmpera redução da ductilidade (baixos valores de

alongamento e estricção), da tenacidade e o aparecimento de apreciáveis

tensões internas. Tais incovenientes são atenuados ou eliminados pelo

revenido.

Para que a têmpera seja bem sucedida vários fatores devem ser levados em

conta.

Inicialmente, a velocidade de esfriamento deve ser tal que impeça a

transformação da austenita nas temperaturas mais elevadas, em qualquer

parte da peça que se deseja endurecer.

INTRODUÇÂO

Os processos de produção nem sempre fornecem os matérias de construção

nas condições desejadas: as tensões que se originam nos processo de

fundição, conformação mecânica e mesmo na usinagem criam sérios

problemas de distorções e empenamento e as estruturas resultantes não são,

freqüentemente, as mais adequadas, afetando, em conseqüência, no sentido

negativo, as propriedades mecânicas dos materiais.

Por esse motivos, há necessidade de submeter as peças metálicas, antes de

serem definitivamente colocadas em serviço, a determinados tratamentos que

objetivem minimizar ou eliminar aqueles inconvenientes.

Os tratamentos mencionados são os chamados “tratamentos térmicos”, os

quais envolvem operações de aquecimento e resfriamento subseqüente, dentro

de condições controladas de temperatura, tempo à temperatura, ambiente de

aquecimento e velocidade de resfriamento.

Os objetivos dos tratamentos térmicos podem ser resumidos da seguinte

maneira:

-remoção de tensões internas (oriundas de resfriamento desigual,

trabalho mecânico ou outra causa)

-aumento ou diminuição da dureza

-Aumento da resistência mecânica

-melhora da ductilidade

-melhora da usinabilidade

-melhora da resistência ao desgaste

-melhora das propriedades de corte

-melhora da resistência à corrosão

-melhora da resistência ao calor

-modificação das propriedades elétricas e magnéticas

Tratamento térmico corresponde a operação de aquecimento e resfriamento,

modificam geralmente e apenas a estrutura dos materiais, sem qualquer efeito

na sua composição química.

FATORES DE INFLUÊNCIA NOS TRATAMENTOS TÉRMICOS

Como o tratamento térmico envolve um ciclo aquecimento-temperatura, os

fatores a considerar são os seguintes: aquecimento, tempo de permanência à

temperatura, ambiente do aquecimento e resfriamento.

Aquecimento-> Considerando que o objeto fundamental do tratamento térmico

é a modificação das propriedades mecânicas do material, verifica-se que isso

só é conseguido mediante uma alteração da sua estrutura, para o que é

necessário que a liga considerada seja aquecida a uma temperatura que

possibilite aquela modificação

Temperatura de aquecimento Depende da composição da liga metálica.

Quanto mais alta esta temperatura acima da de recristalização ou crítica, maior

segurança se tem na obtenção das modificações estruturais desejadas; mas

por outro lado, tanto maior será o tamanho de grão final, fato esse que, como

se sabe, pode prejudicar as qualidades do material.

Ambiente de aquecimento Em certas ligas metálicas, a atmosfera comum

pode provocar alguns fenômenos prejudiciais. É o caso dos aços, onde duas

reações podem causar sérios aborrecimentos: a oxidação e descarbonetação.

Resfriamento A escolha do meio de resfriamento é, pois, fundamental, no

processo. Contudo, a forma da peça, no que se refere a grandes alterações

dimensionais, secções muito finas etc., pode levar à escolha dos meios de

resfriamento diferentes dos que teoricamente seriam os mais indicados.

Os meios comumente empregados para o resfriamento, a partir do mais rápido,

são os seguintes:

-Solução aquosa a 10% de NaCl ou NaOH ou Na2Co3

-Água

-Óleo de várias viscosidades

-Ar

-Vácuo

OPERAÇÕES DE TRATAMENTO TÉRMICOOs tratamentos comuns das ligas metálicas são os seguintes: recozimento,

normalização, têmpera, revenido, tratamento isotérmico (nos aços),

coalescimento, endurecimento por precipitação e tratamentos termoquícos.

TÊMPERA É este o tratamento térmico mais importante dos aços,

principalmente os que são utilizados em construção mecânica. As condições de

aquecimento são muito idênticas às que ocorrem no recozimento ou

normalização. O resfriamento, entretanto, é muito rápido, para o que se

empregam geralmente meios líquidos, onde as peças são mergulhadas depois

de aquecidas convenientemente. Resultam, nos aços temperados,

modificações estruturais muito intensas que levam a um grande aumento da

dureza, da resistência ao desgaste, da resistência à traça, ao mesmo tempo

em que as propriedades relacionadas com a ductilidade sofrem uma apreciável

diminuição e tensões internas são originadas em grande intensidade.

Essas tensões internas são de duas naturezas: tensões estruturais e tensões

térmicas, estas últimas devidas ao fato de as deferentes secções das peças se

resfriarem com velocidades diferentes.

Os inconvenientes causados pro essas tensões internas, associado à

excessiva dureza e quase total ausência de ductilidade do aço temperado,

exigem um tratamento térmico corretivo posterior chamado revenido.